计算机网络复习（第一章概述）

一、基本概念

1、计算机网络：由若干节点和连接这些结点的链路组成（交换机连接）

2、互连网：路由器连接的多个计算机网络

3、ISP：互联网服务提供商，ISP高级路由器连接全部组成互联网

4、互联网必须使用TCP/IP协议、互联网随便。

5、边缘：主机、软件，为人服务

6、核心：为边缘服务，由大量网络和路由器组成

7、功能：数据通信、资源共享、分布式处理（复杂任务分配给多个计算机减少任务时间）、提高可靠性（多个服务器，备份....）、负载均衡（多台服务器提供给客户端使用）。

8、计算机网络的组成：硬件软件协议。

二、交换技术

1、电路交换：过程①建立连接②通信（一直占用资源）③释放连接

优点：通信前建立端对端的线路资源，数据直送传输速率高。

缺点：

•           建立/释放连接需要额外时间开销。
•           线路被通信双方独占利用率低。
•           线路分配灵活性差。
•           无法发现传输过程中的数据错误。

2、报文交换：

          报文交换机内维护一个数据结构：转发表。

          报文组成：控制信息（发送方，接收方），用户数据（内容）。

          存储转发思想：把传送的数据单元先存储进中间节点，再根据目的地址转发至下一节点。

优点：

•            无需建立连接；
•            数据以报文为单位被存储转发，通信线路灵活分配
•            通信时间内两用户无需独占整条线路，线路利用率高
•            校验技术支持差错控制

缺点：

•            报文不定长，不利于存储转发管理
•            长报文存储转发时间缓存开销大
•            长报文易出错，重传代价高

3、基于报文交换，生出分组交换：分组进行存储转发。

          首部包含分组号，路由器就是典型分组交换机。

优点：

• 无需建立连接
• 分组存储转发：线路灵活分配
• 不独占线路：线路利用率高
• 校验技术：差错控制
• 改进了报文交换的缺点

缺点：

• 相比报文交换控制信息占比增加
• 相比电路交换，存在存储转发时延
• 传输过程可能分组失序。丢失，增加处理复杂度

4、基于分组交换的虚电路交换。

三、网络分类

1、分类：

按分布范围：（广域网WAN，城域网MAN，局域网LAN，个域网PAN）

按传输技术：（广播式网络：范围内都会受到分组，检查地址后决定是否接受

                         点对点网络：精准送达）

按拓扑结构：（总线型结构：数据广播式传输，存在总线争用问题

                         环形结构：广播式，没有总线争用

                          星形结构：点对点

                          网状结构：点对点）

按使用者：公用网、专用网

四、计算机网络性能指标

1、速率（数据率、比特率、数据传输率）：连接在计算机网络上的主机在数字信道上传送数据位数的速率

2、带宽：网络通信线路传送数据的能力，是网络设备所能支持的最高速度。

3、吞吐量：单位时间内通过某个网络（通道）的数据量。b/s,kb/s,M/s等

4、时延：数据从网络的一端传送到另一端所需的时间。

①发送时延：发送分组第一个bit开始到该分组最后一个bit发送完需要的时间（数据长度/信道带宽）

②传播时延：取决于电磁波传播速度和链路长度（信道长度/电磁波在信道上的传播速率）

③排队时延：在路由器排队等待，

④处理时延：在路由器准备发送时，检查数据。

5、时延带宽积：传播时延和带宽的乘积（指链路上有多少比特）

6、往返时延RTT：从发送方发送数据开始到发送方受到接收方的确认总共经历的时延

                    RTT包括：传播时延*2+末端处理时间

7、利用率：①信道利用率：有数据通过时间/有+无数据通过时间；②网络利用率：信道利用率加权平均值

五、体系结构

1、分层基本原则

• 各层相对独立，每层只实现一种相对独立功能
• 每层之间界面自然清晰易于理解，交流尽可能少
• 结构上可分割，每层都采用最合适的技术
• 保持下层对上层的独立性，上层单向向下提供服务
• 整个分层结构能促进标准化工作

2、每个层次之间，某个层次使用下层提供的服务，为上层提供服务。

接口是垂直的，协议是平行的。

3、计算机网络分层结构：①OSI参考模型，七层；②TCP/IP参考模型，四层。

六、OSI参考模型：

1、层次：

765层：资源子网，数据处理

123层：通信子网：数据通信

• 应用层7
• 表示层6
• 会话层5
• 传输层4
• 网络层3
• 数据链路层2
• 物理层1

应用层：所有能和用户交互产生网络流量的程序。典型应用层服务：万维网、文件传输...

表示层：用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式（语法和语义），功能：数据格式变换（翻译官）、数据加密解密、数据压缩恢复

会话层：提供建立连接并在连接上有序传输数据

传输层：负责主机中两个进程的通信即端到端的通信

网络层：把分组从源端传到目的端，为分组交换网上的不同主机提供通信服务。

数据链路层：把网络层传下来的数据报组装成帧。

物理层：实现比特流透明传输。

七、TCP/IP参考模型

1、结构：应用层（相当于OSI的应用+表示+会话层）、传输层、网际层（OSI网络层）、网络接口层（数据链路+物理层）。

2、五层参考模型综合两种模型优点：

1. 应用层：支持各种网络应用FTP、SMTP、HTTP等
2. 传输层：进程-进程之间的数据传输TCP、UDP
3. 网络层：源主机到目的主机的数据分组路由与转发IP、ICMP
4. 数据链路层：把网络层数据报装成帧
5. 物理层：传输bit流